一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料；该修复材料包括以下重量份的组分：胶凝材料100份；功能型添加剂12.3

【技术实现步骤摘要】
一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑用材料领域，特别涉及一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土因其具有抗压强度高、可塑性好等诸多优点而广泛应用于工程结构中。但是目前在役的部分工程结构在运行过程中会受到自然环境的侵蚀、外部荷载的作用或人为因素的破坏,因此不可避免地会存在各种缺陷和损伤。当损伤累积到一定程度时,就会导致结构失效或已不满足现有规范要求。所以大量的工程结构急需进行加固和修复,为了延长这些损伤工程结构的使用寿命和确保结构安全工作,就必须对损伤结构构件进行更换或修理。鉴于推倒重建工程成本高,容易对环境造成二次污染，同时结构损伤具有局部性和多发性的特点,这些结构不可能一旦出现损伤就退役,而且更换这些损伤结构构件也将浪费大量的人力、财力和物力、容易并且会影响到结构的正常使用。因此,寻求经济高效的工程结构加固修复材料是目前土木工程领域重点研究的方向之一。
[0003]目前，应用工程结构修复加固的常用材料主要有以下几类：1)特种水泥类修补砂浆，优点是凝结快，早期强度高，但是收缩大，后期强度容易倒缩，以及新旧界面粘结不牢固，容易出现开裂等现象；2)纤维混凝土，延展性以及变形能力强，但需要较长时间养护才能满足正常使用所需的强度指标；3)聚合物类混凝土，此类修补材料必须合理控制添加量，才能开发出优质实用的快速修补材料，材料配置难度大，难以满足实际工程快速修补的现场施工要求；4)环氧树脂、丙烯酸等有机高分子材料，具有凝结硬化快，粘结强度高，但是易出现开裂、收缩等问题，耐久性差。可见现有的修复材料难以同时兼具早期强度高、低收缩、高延性以满足实际工程结构修复材料所需的高早强、高耐久、高协调形变能力。

技术实现思路

[0004]专利技术的目的在于提供一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料及其制备方法，解决了
技术介绍
中的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料；该修复材料包括以下重量份的组分：胶凝材料100份；功能型添加剂12.3
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24.6份；石英粉20
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30份；水；20
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30份；减水剂0.5
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1.5份以及占修复材料总体积1
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2.5％的PVA纤维；所述功能型添加剂由功能型添加剂A和功能型添加剂B组成，所述功能型添加剂A由高吸水树脂吸附早强剂组成；所述功能型添加剂B由多孔轻集料吸附减缩剂组成。
[0006]本专利技术的进一步技术方案是：所述胶凝材料为水泥和矿物掺合料，所述水泥和矿物掺和料的比例为1.5：4；所述水泥为普通硅酸盐水泥；所述矿物掺合料为矿粉、粉煤灰和硅灰的混合物。
[0007]本专利技术的进一步技术方案是：所述矿粉为粒化高炉矿渣粉，粒径≤10μm；所述粉煤
灰为市售Ⅱ级以上粉煤灰，粒径≤15μm；所述硅灰的含硅量≥90％，粒径≤300nm；所述粉煤灰：矿粉：硅灰为3：5：2。
[0008]本专利技术的进一步技术方案是：所述功能型添加剂A中包括以下重量份的组分：高吸水树脂为0.3
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0.6份，水为3
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6份，早强剂为1.5
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3份；所述的高水树脂为吸水倍率≥120％，粒径≤300nm；所述早强剂为硝酸盐类早强剂。
[0009]本专利技术的进一步技术方案是：所述功能型添加剂B中包括以下重量份的组分：多孔轻集料4
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8份，水为2
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4份，减缩剂1.5
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3份；所述多孔轻集料为膨胀珍珠岩，吸水倍率水倍率≥120％，粒径为0.2
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2mm；所述减缩剂为聚醇醚类减缩剂。
[0010]本专利技术的进一步技术方案是：所述减水剂为聚羧酸类高效减水剂，减水效果≥35％。
[0011]本专利技术的进一步技术方案是：所述PVA纤维为：表面疏水改性纤维，长度为6
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8mm,直径≥40μm，拉伸强度≥1600MPa,最大延伸率≥6％，动弹模量≥40GPa,碱浸泡后拉伸强度保持率≥95％。
[0012]一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]步骤一：将胶凝材料、石英粉混合慢搅1分钟，使物料混合均匀；
[0014]步骤二：向混合均匀的物料中加入所需的水、功能型添加剂和减水剂，先慢搅2分钟再快搅2分钟得到混合均匀的浆体；
[0015]步骤三：向混合均匀的浆体中加入疏水改性PVA纤维，搅拌3分钟，直至纤维均匀分布即得到超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术的超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料具有超早强的特点，在3h强度即可达到50MPa,有利于保证被修复构件快速正常使用，且后期强度持续增长，无倒缩现象；本专利技术的快速修复材料具有较低的收缩率以及优异的耐久性能，可与被修复的工程结构保持良好的协调形变能力，显著延长结构正常使用寿命。
具体实施方式
[0017]实施例一：1)按重量份计，将60份水泥、12份粉煤灰、20份矿粉、8份硅灰、20份石英粉混合慢搅1分钟，使物料混合均匀；
[0018]2)向步骤1)中混合均匀的物料中加入20份水、12.3份功能型添加剂和0.5份减水剂，先慢搅2分钟再快搅2分钟得到混合均匀的浆体；
[0019]3)向步骤2)中混合均匀的浆体中加入占修复材料总体积1％的疏水改性PVA纤维，搅拌3分钟，直至纤维均匀分布即得到超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料。
[0020]所述功能型添加剂中，功能型添加剂A为0.3份高吸水树脂吸附1.5份硝酸钙，3份水；功能型添加剂B为4份膨胀珍珠岩吸附1.5份聚醇醚，2份水。
[0021]实施例二：1)按重量份计，将80份水泥、6份粉煤灰、10份矿粉、4份硅灰、30石英粉混合慢搅1分钟，使物料混合均匀；
[0022]2)向步骤1)中混合均匀的物料中加入30份水、24.6份功能型添加剂和1.5份减水剂，先慢搅2分钟再快搅2分钟得到混合均匀的浆体；
[0023]3)向步骤2)中混合均匀的浆体中加入占修复材料总体积2.5％的疏水改性PVA纤维，搅拌3分钟，直至纤维均匀分布即得到超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料。
[0024]所述功能型添加剂中，功能型添加剂A为0.6份高吸水树脂吸附3份压硝酸钙，6份水；功能型添加剂B为8份膨胀珍珠岩吸附3份聚醇醚，4份水。
[0025]实施例三：1)按重量份计，将70份水泥、9份粉煤灰、15份矿粉、6份硅灰、25份石英粉混合慢搅1分钟，使物料混合均匀；
[0026]2)向步骤1)中混合均匀的物料中加入25份水、15.7份功能型添加剂和1.5份减水剂，先慢搅2分钟再快搅2分钟得到混合均匀的浆体；
[0027]3)向步骤2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料，其特征在于，该超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料包括以下重量份的组分：胶凝材料100份；功能型添加剂12.3
‑
24.6份；石英粉20
‑
30份；水；20
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30份；减水剂0.5
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1.5份以及占修复材料总体积1
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2.5％的PVA纤维；所述功能型添加剂由功能型添加剂A和功能型添加剂B组成，所述功能型添加剂A由高吸水树脂吸附早强剂组成；所述功能型添加剂B由多孔轻集料吸附减缩剂组成。2.根据权利要求1所述的一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料，其特征在于，所述胶凝材料为水泥和矿物掺合料，所述水泥和矿物掺和料的比例为1.5：4；所述水泥为普通硅酸盐水泥；所述矿物掺合料为矿粉、粉煤灰和硅灰混合物。3.根据权利要求2所述的一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料，其特征在于，所述矿粉为粒化高炉矿渣粉，粒径≤10μm；所述粉煤灰为市售Ⅱ级以上粉煤灰，粒径≤15μm；所述硅灰的含硅量≥90％，粒径≤300nm；所述粉煤灰：矿粉：硅灰为3：5：2。4.根据权利要求1所述的一种超早强、低收缩和高延性的混凝土快速修复材料，其特征在于，所述功能型添加剂A中包括以下重量份的组分：高吸水树脂为0.3
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0.6份，水为3
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6份，早强剂为1.5
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3份；所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文磊，
申请(专利权)人：山东铁壁虎建材有限公司，
类型：发明
国别省市：